MORFOLOGI,ANATOMI DAN FISIOLOGI TUMBUHAN
Morfologi Tumbuhan
Anatomi Tumbuhan
Morfologi Tumbuhan adalah ilmu yang mengkaji berbagai organ tumbuhan, baik bagian-bagian, bentuk maupun fungsinya.
Morfologi dipakai oleh berbagai cabang ilmu. Secara harafiah, morfologi berarti pengetahuan tentang bentuk (morphos).
Bagian-Bagian Morfologi
Akar
Akar adalah bagian pokok di samping batang dan daun bagi tumbuhan yang tubuhnya telah merupakan kormus.
Macam-Macam Akar
Sifat-Sifat akar
Tumbuh terus pada ujungnya, tetapi umumnya pertumbuhannya masih kalah pesat jika dibandingkan dengan bagian permukaan tanah.
Bentuk ujungnya seringkali meruncing, hingga lebih mudah untuk menembus tanah.
Warna tidak hijau, biasanya keputih-putihan atau kekuning-kuningan.
Tidak berbuku-buku, jadi juga tidak beruas dan tidak mendukung daun-daun atau sisik-sisik maupun bagian-bagian lainnya.
Merupakan bagian tumbuhan yang biasanya terdapat didalam tanah dengan arah tumbuh ke pusat bumi (geotrop) atau menuju ke air (hidrotop), meninggalkan udara dan cahaya.
Akar Serabut
Akar Tunggal
Akar Adventif
Fungsi akar bagi tumbuhan
Memperkuat Berdirinya Tumbuhan
Untuk menyerap air dan zat-zat makanan yang terlarut di dalam air tersebut dari dalam tanah.
Mengangkut air dan zat-zat makanan yang sudah diserap ke tempat-tempat pada tubuh tumbuhan yang memerlukan.
Kadang-Kadang sebagai tempat untuk penimbunan makanan.
Bunga
Buah
Batang
Daun
Pada awal pembentukannya, batang berasal dari batang lembaga embrio didialam biji, selanjutnya batang berkembang dari meristem apikal. Perkembangan meristem apikal pada tumbuhan dikotil dan monokotil berbeda sehingga susunan anatomi batang kedua jenis tumbuhan tersebut juga berbeda.
Batang dibagi atas dua bagian
Batang merupakan organ tumbuhan yang tumbuh dipermukaan tanah.
Batang dikotil
Batang Monokotil
Daun merupakan salah satu organ tumbuhan yang tumbuh dari batang, umumnya berwarna hijau dan terutama berfungsi sebagai penangkap energi dari cahaya matahari melalui fotosintesis.
Bentuk daun sangat beragam, namun biasanya berupa helaian, bisa tipis atau tebal. Gambaran dua dimensi daun digunakan sebagai pembeda bagi bentuk-bentuk daun. Bentuk dasar daun membulat, dengan variasi cuping menjari atau menjadi elips dan memanjang.
Fungsi
Tempat terjadinya Fotosintesis
Sebagai Organ Pernapasan
Tempat terjadinya Transpirasi
Tempat terjadinya Gutasi
Alat Perkembangbiakan Vegetatif
Daun
Monokotil
Dikotil
Bagian Bunga
Kelopak Bunga atau calyx
Mahkota bunga atau corolla yang biasanya tipis dan dapat berwarna-warni untuk memikat serangga yang membantu proses penyerbukan.
Alat kelamin jantan atau andreoecium(dari bahasa Yunani andros oikia: rumah pria ) berupa benang sari
Alat Kelamin Betina atau gynoecium (dari bahasa Yunani gynaikos oikia: "rumah wanita") berupa putik
Fungsi Bunga
Sebagai Alat Reproduksi
Menghasilkan Biji dan Buah
Buah adalah pertumbuhan sempurna dari bakal buah (ovarium). Setiap bakal buah berisi satu atau lebih bakal biji (ovulum), yang masing-masing mengandung sel telur. Bakal biji itu dibuahi melalui suatu proses yang diawali oleh peristiwa penyerbukan terbentuknya daging buah dan kulit.
Pembagian Buah
Dikotil
Monokotil
Pada Buah dikotil biji tertutupi oleh daging buah dan biji berkeping lebih dari satu
Buah monokotil biji tidak tertutupi oleh daging dan biji berkeping satu
Anatomi tumbuhan atau fitoanatomi merupakan studi terhadap komponen internal dari tumbuhan; analogi dari anatomi manusia atau hewan.
Macam-Macam Anatomi berdasarkan hierarki dalam kehidupan
Histologi
Sitologi
Organologi
mempelajari struktur dan fungsi berbagai jaringan berdasarkan bentuk dan peran sel penyusunnya.
mempelajari struktur dan fungsi sel serta organel-organel di dalamnya, proses kehidupan dalam sel, serta hubungan antara satu sel dengan sel yang lainnya. Sitologi dikenal juga sebagai biologi sel.
mempelajari struktur dan fungsi organ berdasarkan jaringan-jaringan penyusunnya.
Struktur Organologi Tumbuhan
Akar
Akar adalah bagian pokok di samping batang dan daun bagi tumbuhan yang tubuhnya telah merupakan kormus.
Sifat-Sifat Akar
Merupakan bagian tumbuhan yang biasanya terdapat di dalam tanah, dengan arah tumbuh ke pusat bumi (geotrop) atau menuju ke air (hidrotrop), meninggalkan udara dan cahaya
Tidak berbuku-buku, jadi juga tidak beruas dan tidak mendukung daun-daun atau sisik-sisik maupun bagian-bagian lainnya
Warna tidak hijau, biasanya keputih-putihan atau kekuning-kuningan
Tumbuh terus pada ujungnya, tetapi umumnya pertumbuhannya masih kalah pesat jika dibandingkan dengan bagian permukaan tanah
Bentuk ujungnya seringkali meruncing, hingga lebih mudah untuk menembus tanah
Jenis Akar
Akar serabut. Akar ini umumnya terdapat pada tumbuhan monokotil. Walaupun kadang-kadang, tumbuhan dikotil juga memilikinya (dengan catatan, tumbuhan dikotil tersebut dikembangbiakkan dengan cara cangkok, atau stek). Fungsi utama akar serabut adalah untuk memperkokoh berdirinya tumbuhan.
Akar tunggang. Akar ini umumnya terdapat pada tumbuhan dikotil. Fungsi utamanya adalah untuk menyimpan makanan.
Fungsi Akar
Untuk menyokong dan memperkokoh berdirinya tumbuhan di tempat hidupnya
Untuk menyerap air dan garam-garam mineral (zat-zat hara) dari dalam tanah
Mengangkut air dan zat-zat makanan yang sudah diserap ke tempat-tempat pada tubuh tumbuhan yang memerlukan
Pada beberapa macam tumbuhan ada yang berfungsi sebagai alat respirasi, misalnya tumbuhan bakau
Pada beberapa jenis tumbuhan, ada yang berguna sebagai tempat menyimpan cadangan makanan atau sebagai alat reproduksi vegetatif. Misalnya wortel yang memiliki akar tunggang yang membesar, berfungsi sebagai tempat menyimpan makanan. Pada tumbuhan sukun, dari bagian akar dapat tumbuh tunas yang akan tumbuh menjadi individu baru.
Modifikas Akar
Akar napas. Akar naik ke atas tanah, khususnya ke atas air seperti pada genera Mangrove (Avicennia, Soneratia).
Akar gantung. Akar sepenuhnya berada di atas tanah. Akar gantung terdapat pada tumbuhan epifit Anggrek.
Akar banir. Akar ini banyak terdapat pada tumbuhan jenis tropik.
Akar penghisap. Akar ini terdapat pada tumbuhan jenis parasit seperti benalu.
Jaringan Susunan Akar
epidermis
parenkim
endodermis
kayu
pembuluh (pembuluh kayu dan pembuluh tapis) dan
kambium pada tumbuhan dikotil.
Permukaan akar seringkali terlindung oleh lapisan gabus tipis. Bagian ujung akar memiliki jaringan tambahan yaitu tudung akar. Ujung akar juga diselimuti oleh lapisan mirip lendir yang disebut misel (mycel) yang berperan penting dalam pertukaran hara serta interaksi dengan organisme (mikroba) lain.
Batang
Batang merupakan bagian dari tumbuhan yang amat penting, dan mengingat serta kedudukan batang bagi tubuh tumbuhan, batang dapat disamakan dengan sumbu tubuh tumbuhan.
Sifat-Sifat Batang
Umumnya berbentuk panjang bulat seperti silinder atau dapat pula mempunyai bentuk lain, akan tetapi selalu bersifat aktinomorf.
Terdiri atas ruas-ruas yang masing-masing dibatasi oleh buku-buku dan pada buku-buku inilah terdapat daun.
Biasanya tumbuh ke atas menuju cahaya atau matahari (bersifat fototrop atau heliotrop)
Selalu bertambah panjang di ujungnya, oleh sebab itu sering dikatakan, bahwa batang mempunyai pertumbuhan yang tidak terbatas.
Mengadakan percabangan dan selama hidupnya tumbuhan, tidak digugurkan, kecuali kadang-kadang cabang atau ranting yang kecil.
Umumnya tidak berwarna hijau, kecuali tumbuhan yang umurnya pendek, misalnya rumput dan waktu batang masih muda.
Susunan Batang
epidermis
parenkim
endodermis
kayu
jaringan pembuluh, dan
kambium pada tumbuhan dikotil.
Struktur ini tidak banyak berubah, baik di batang utama, cabang, maupun ranting. Permukaan batang berkayu atau tumbuhan berupa pohon seringkali dilindungi oleh lapisan gabus (suber) dan/atau kutikula yang berminyak (hidrofobik). Jaringan kayu pada batang dikotil atau monokotil tertentu dapat mengalami proses lignifikasi yang sangat lanjut sehingga kayu menjadi sangat keras.
Daun
Daun merupakan salah satu organ tumbuhan yang tumbuh dari batang, umumnya berwarna hijau (mengandung klorofil) dan terutama berfungsi sebagai penangkap energi dari cahaya matahari melalui fotosintesis. Daun merupakan organ terpenting bagi tumbuhan dalam melangsungkan hidupnya karena tumbuhan adalah organisme autotrof obligat, ia harus memasok kebutuhan energinya sendiri melalui konversi energi cahaya menjadi energi kimia.
Fungsi Daun
Anatomi Daun
Stomata
Tempat terjadinya fotosintesis. pada tumbuhan dikotil, terjadinya fotosintesis di jaringan parenkim palisade. sedangkan pada tumbuhan monokotil, fotosintesis terjadi pada jaringan spons.
Sebagai organ pernapasan.Di daun terdapat stomata yang befungsi sebagai organ respirasi (lihat keterangan di bawah pada Anatomi Daun).
Tempat terjadinya transpirasi.
Tempat terjadinya gutasi.
Alat perkembangbiakkan vegetatif. Misalnya pada tanaman cocor bebek (tunas daun).
Epidermis : Jaringan ini terbagi menjadi epidermis atas dan epidermis bawah, berfungsi melindungi jaringan yang terdapat di bawahnya
Jaringan mesofil : Jaringan Tiang, jaringan ini mengandung banyak kloroplas yang berfungsi dalam proses pembuatan makanan
Jaringan bunga karang : Disebut juga jaringan spons karena lebih berongga bila dibandingkan dengan jaringan palisade, berfungsi sebagai tempat menyimpan cadangan makanan
Berkas pembuluh angkut : Terdiri dari xilem atau pembuluh kayu dan floem atau pembuluh tapis, pada tumbuhan dikotil keduanya dipisahkan oleh kambium. Pada akar, Xilem berfungsi mengangkut air dan mineral menuju daun. Pada batang, xilem berfungsi sebagai sponsor penegak tumbuhan. Floem berfungsi mentransfor hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian tumbuhan
Stoma (jamak: stomata) berfungsi sebagai organ respirasi. Stoma mengambil CO2 dari udara untuk dijadikan bahan fotosintesis, mengeluarkan O2 sebagai hasil fotosintesis. Stoma ibarat hidung kita dimana stoma mengambil CO2 dari udara dan mengeluarkan O2, sedangkan hidung mengambil O2 dan mengeluarkan CO2. Stoma terletak di epidermis bawah. Selain stoma, tumbuhan tingkat tinggi juga bernafas melalui lentisel yang terletak pada batang
Daun lengkap terdiri dari pelepah daun, tangkai daun serta helai daun. Helai daun sendiri memiliki urat daun yang tidak lain adalah kelanjutan dari jaringan penyusun batang yang berfungsi menyalurkan hara atau produk fotosintesis.
Helai daun sendiri tersusun dari jaringan-jaringan dasar berikut:
epidermis
jaringan tiang
jaringan bunga karang dan
jaringan pembuluh.
Histologi
aringan pelindung
kolenkim (jaringan penyokong)
sklerenkim (jaringan penyokong)
parenkim (jaringan dasar)
xilem (jaringan pembuluh)
floem (jaringan pembuluh)
Sitologi
Sitologi mengkaji fungsi berbagai sel dan organel-organel khas pendukung fungsi tersebut.
Fisiologi Tumbuhan
Kata fisiologi berasal dari dua huruf yakni “physis” yang artinya alam dan “logos” yang berarti ilmu pengetahuan. Jadi pengertian fisiologi tumbuhan dapat kita definisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang keterangan-keterangan perihal kehidupan tumbuhan yang meliputi proses kehidupannya, fungsinya dan aktivitasnya.
Anabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks, nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau penyusunan. Anabolisme memerlukan energi, misalnya : energi cahaya untuk fotosintesis, energi kimia untuk kemosintesis.
Kemosintesis
Sintesis Lemak
Pigmen Fotosintesis
Ruang Lingkup Fisiologi
Sintesis Protein
Fotosintesis
Arti fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Sumber energi cahaya alami adalah matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tidak kelihatan), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu (tidak kelihatan).
Yang digunakan dalam proses fetosintesis adalah spektrum cahaya tampak, dari ungu sampai merah, infra merah dan ultra ungu tidak digunakan dalam fotosintesis.
Dalam fotosintesis, dihasilkan karbohidrat dan oksigen, oksigen sebagai hasil sampingan dari fotosintesis, volumenya dapat diukur, oleh sebab itu untuk mengetahui tingkat produksi fotosintesis adalah dengan mengatur volume oksigen yang dikeluarkan dari tubuh tumbuhan.
Untuk membuktikan bahwa dalam fotosintesis diperlukan energi cahaya matahari, dapat dilakukan percobaan Ingenhousz.
Di dalam daun terdapat jaringan pagar dan jaringan bunga karang, pada keduanya mengandung kloroplast yang mengandung klorofil / pigmen hijau yang merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang mampu menyerap energi cahaya matahari.
ilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas membran ganda yang melingkupi ruangan yang berisi cairan yang disebut stroma. Membran tersebut membentak suatu sistem membran tilakoid yang berwujud sebagai suatu bangunan yang disebut kantung tilakoid. Kantung-kantung tilakoid tersebut dapat berlapis-lapis dan membentak apa yang disebut grana Klorofil terdapat pada membran tilakoid dan pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid, sedang pembentukan glukosa sebagai produk akhir fotosintetis berlangsung di stroma.
Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan klorofil
Cahaya
Unsur N. Mg, Fe
Gen
Air
bila gen untuk klorofil tidak ada maka tanaman tidak akan memiliki klorofil.
beberapa tanaman dalam pembentukan klorofil memerlukan cahaya,
tanaman lain tidak memerlukan cahaya.
merupakan unsur-unsur pembentuk dan katalis dalam sintesis klorofil.
bila kekurangan air akan terjadi desintegrasi klorofil.
Pada tahun 1937 : Robin Hill mengemukakan bahwa cahaya matahari yang ditangkap oleh klorofil di gunakan untak memecahkan air menjadi hidrogen dan oksigen. Peristiwa ini disebut fotolisis (reaksi terang).
H2 yang terlepas akan diikat oleh NADP dan terbentuklah NADPH2, sedang O2 tetap dalam keadaan bebas. Menurut Blackman (1905) akan terjadi penyusutan CO2 oleh H2 yang dibawa oleh NADP tanpa menggunakan cahaya. Peristiwa ini disebut reaksi gelap NADPH2 akan bereaksi dengan CO2 dalam bentuk H+ menjadi CH20.
Tidak semua tumbuhan dapat melakukan asimilasi C menggunakan cahaya sebagai sumber energi. Beberapa macam bakteri yang tidak mempunyai klorofil dapat mengadakan asimilasi C dengan menggunakan energi yang berasal dan reaksi-reaksi kimia, misalnya bakteri sulfur, bakteri nitrat, bakteri nitrit, bakteri besi dan lain-lain. Bakteri-bakteri tersebut memperoleh energi dari hasil oksidasi senyawa-senyawa tertentu.
Bakteri besi memperoleh energi kimia dengan cara oksidasi Fe2+ (ferro) menjadi Fe3+ (ferri).
Bakteri Nitrosomonas dan Nitrosococcus memperoleh energi dengan cara mengoksidasi NH3, tepatnya Amonium Karbonat menjadi asam nitrit dengan reaksi:
Nitrosomonas
(NH4)2CO3 + 3 O2 ——————————> 2 HNO2 + CO2 + 3 H20 + Energi
Nitrosococcus
Lemak dapat disintesis dari karbohidrat dan protein, karena dalam metabolisme, ketiga zat tersebut bertemu di dalarn daur Krebs. Sebagian besar pertemuannya berlangsung melalui pintu gerbang utama siklus (daur) Krebs, yaitu Asetil Ko-enzim A. Akibatnya ketiga macam senyawa tadi dapat saling mengisi sebagai bahan pembentuk semua zat tersebut. Lemak dapat dibentuk dari protein dan karbohidrat, karbohidrat dapat dibentuk dari lemak dan protein dan seterusnya.
Sebelum terbentuk lemak asam amino mengalami deaminasi lebih dabulu, setelah itu memasuki daur Krebs. Banyak jenis asam amino yang langsung ke asam piravat ———> Asetil Ko-A.
Asam amino Serin, Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin dapat terurai menjadi Asam pirovat, selanjutnya asam piruvat ——> gliserol ——> fosfogliseroldehid Fosfogliseraldehid dengan asam lemak akan mengalami esterifkasi membentuk lemak. Lemak berperan sebagai sumber tenaga (kalori) cadangan. Nilai kalorinya lebih tinggi daripada karbohidrat. 1 gram lemak menghasilkan 9,3 kalori, sedangkan 1 gram karbohidrat hanya menghasilkan 4,1 kalori saja.
Setiap sel dari organisme mampu untuk mensintesis protein-protein tertentu yang sesuai dengan keperluannya. Sintesis protein dalam sel dapat terjadi karena pada inti sel terdapat suatu zat (substansi) yang berperan penting sebagai “pengatur sintesis protein”. Substansi-substansi tersebut adalah DNA dan RNA.
Sintesis protein yang berlangsung di dalam sel, melibatkan DNA, RNA dan Ribosom. Penggabungan molekul-molekul asam amino dalam jumlah besar akan membentuk molekul polipeptida. Pada dasarnya protein adalah suatu polipeptida.
Fungsi Fisiologi Tumbuhan
Fisiologi tumbuhan merupakan cabang dari ilmu biologi yang mempelajari tentang proses metabolisme pada tubuh tumbuhan dimana proses dari metabolisme ini dipengaruhi oleh faktor lingkungan mikro di sekitar tumbuhan tersebut. Adapun ruang lingkup yang dipelajari antara lain tentang sel, proses transpirasi, karakteristik molekul air, unsur esensial tumbuhan, fotosintesis, respirasi serta metabolisme tumbuhan. Akan tetapi secara umum, fisiologi tumbuhan dapat digolongkan menjadi beberapa ruang lingkup yaitu fisiologi tanaman, fisiologi lepas panen, ekofisiologi dan fisiologi benih.
Bagi seoarang ahli fisiologi tumbuhan selalu dituntut untuk bisa mengusai pengetahuan dasar lainnya yang tentunya berkaitan dengan ilmu fisiologi tumbuhan misalnya ilmu kimia, biokimia, sitologi, anatomi, morfologi dan sistematik.
Dalam perkembangannya, fisiologi tumbuhan dipisahkan menjadi beberapa bagian yang lebih spesifik yaitu fisiologi tanaman, ekofisiologi, fisiologi lepas panen dan fisiologi benih. Mengapa harus dipisah? supaya ruang lingkupnya semakin kecil sehingga lebih mengena bila diterapkan di lapangan.
Fungsi fisiologi tumbuhan disini berarti manfaat yang diperoleh manusia dalam mempelajari fisiologi tumbuhan. Lalu apa manfaatnya? tentu secara umum manfaatnya sangat besar karena tumbuhan itu sendiri merupakan salah satu bahan pemenuh bagi kebutuhan manusia sehingga kita perlu ilmu yang seluas-luasnya tentang tumbuhan. Tidak mungkin kita bisa membuat racikan obat bila tidak mengetahui tentang bahan yang terkandung dalam obat itu sendiri. Iya kan?, nah apalagi banyak bahan-bahan kimia yang kita gunakan untuk industri yang diambil dari tumbuhan. Oleh karena itu, ilmu disiologi tumbuhan ini sangatlah penting.
Fisiologi tanaman mempelajari tentang metabolisme pada tanaman-tanaman yang dibudidayakan,
Ekofisiologi mempelajari tentang faktor-faktor lingkungan misalnya unsur-unsur cuaca dan iklim yang dapat mempengaruhi metabolisme tumbuhan,
Fisiologi lepas panen mempelajari tentang fisiologi bagian tumbuhan setelah bagian dari tumbuhan tersebut di panen,
Fisiologi benih mempelajari tentang benih yang mencakup tahapan pembenihan atau proses yang mengikutinya.